Unidad2_cap11
Páginas: 20 (4938 palabras)
Publicado: 5 de noviembre de 2015
interacciones • campos y ondas / física 1º b.d.
CAPÍTULO 11
CORRIENTE ELÉCTRICA • Capítulo 11
135
Corriente
eléctrica
r
F
Corriente eléctrica
En el capítulo anterior estudiamos situaciones donde las cargas permanecían en reposo. Ahora analizaremos situaciones donde las cargas eléctricas
están en movimiento.
Denominamos corriente eléctrica al desplazamiento de cargas
eléctricas por un medioconductor.
Si en un medio conductor generamos un campo eléctrico, sobre cada
carga perteneciente al medio actuará una fuerza eléctrica. Las cargas libres
se pondrán en movimiento, ya que actúa sobre ellas una fuerza que las
acelera. Esta fuerza tiene el mismo sentido del campo si la carga es positiva
y sentido opuesto si la carga es negativa (fig 1).
r
F
r
E
Fig. 1. La fuerza eléctrica sobrecargas positivas tiene el
mismo sentido del campo eléctrico. La fuerza eléctrica
sobre cargas negativas tiene sentido contrario al campo
eléctrico.
Podemos generar un campo eléctrico en un medio vinculándolo con
cables conductores a una pila o una batería. Este tipo de dispositivos se
llaman generadores o fuentes de corriente y los estudiaremos con mayor
detalle en el capítulo 15.
Analicemos dossituaciones:
En la figura 2a conectamos los extremos de un conductor metálico a
una batería. Las cargas libres del conductor son electrones de los orbitales
menos ligados al átomo. Como su carga es negativa, se moverán en sentido contrario al campo eléctrico.
Fig. 2a.
En la segunda situación, sumergimos dos barras metálicas en una solución ácida o salina y las conectamos a una batería (fig 2b).Las cargas libres
en la solución son iones positivos y negativos. Los positivos se moverán en
el sentido del campo eléctrico y los negativos en sentido opuesto.
En ambos casos tenemos desplazamiento de cargas eléctricas. Solamente nos ocuparemos del estudio del movimiento de cargas (electrones)
en conductores metálicos.
Fig. 2b. Los iones positivos se mueven en el sentido del
campo eléctrico y losnegativos en sentido contrario
Editorial Contexto - www.editorialcontexto.com.uy - Canelones 1252 - 2901 9493
136
Capítulo 11 • CORRIENTE ELÉCTRICA
interacciones • campos y ondas / física 1º b.d.
Efectos de una corriente eléctrica
_
_
+
+
Fig. 3. Al establecerse una corriente eléctrica en el
conductor, la aguja magnética de la brújula se desvía.
Si miramos un cable, no podemos darnoscuenta si por él circula una
corriente eléctrica o no, aunque no tenga la protección plástica correspondiente. Podemos detectar la circulación de corriente observando los efectos que ésta produce.
Efecto térmico o efecto Joule
Si observamos una lámpara encendida, sabemos que por ella circula
corriente. Pero ¿qué observamos en realidad? Obviamente, no vemos las
cargas eléctricas moviéndose por elfilamento de la lámpara. Lo que apreciamos es uno de los efectos de la corriente eléctrica, el efecto térmico o
efecto Joule. Toda corriente eléctrica aumenta la energía interna del conductor por el que circula. Esto ocurre por el aumento de velocidad de los
electrones y por el aumento de la frecuencia de los choques de las cargas
libres cuando se desplazan por la red cristalina del materialconductor. Por
lo tanto aumenta su temperatura y generalmente cede energía al ambiente en forma de calor. Si la temperatura del conductor aumenta lo suficiente
se torna incandescente y emite luz, como el filamento de la lámpara o el
rulo de una estufa a cuarzo.
Efecto magnético o efecto Oersted
Si colocamos una brújula cerca de un conductor conectado a una batería, su aguja se desvía (fig 3). Esto ocurreporque toda corriente eléctrica
genera a su alrededor un campo magnético. A esta propiedad se la denomina efecto magnético o efecto Oersted (fig 4). Motores, timbres y muchos otros aparatos funcionan basados en este efecto, que en el capítulo
18 estudiaremos con mayor profundidad.
Fig. 4. Hans Christian Oersted (1777-1851) físico
y químico danés. En 1820 descubrió la relación
entre la...
CAPÍTULO 11
CORRIENTE ELÉCTRICA • Capítulo 11
135
Corriente
eléctrica
r
F
Corriente eléctrica
En el capítulo anterior estudiamos situaciones donde las cargas permanecían en reposo. Ahora analizaremos situaciones donde las cargas eléctricas
están en movimiento.
Denominamos corriente eléctrica al desplazamiento de cargas
eléctricas por un medioconductor.
Si en un medio conductor generamos un campo eléctrico, sobre cada
carga perteneciente al medio actuará una fuerza eléctrica. Las cargas libres
se pondrán en movimiento, ya que actúa sobre ellas una fuerza que las
acelera. Esta fuerza tiene el mismo sentido del campo si la carga es positiva
y sentido opuesto si la carga es negativa (fig 1).
r
F
r
E
Fig. 1. La fuerza eléctrica sobrecargas positivas tiene el
mismo sentido del campo eléctrico. La fuerza eléctrica
sobre cargas negativas tiene sentido contrario al campo
eléctrico.
Podemos generar un campo eléctrico en un medio vinculándolo con
cables conductores a una pila o una batería. Este tipo de dispositivos se
llaman generadores o fuentes de corriente y los estudiaremos con mayor
detalle en el capítulo 15.
Analicemos dossituaciones:
En la figura 2a conectamos los extremos de un conductor metálico a
una batería. Las cargas libres del conductor son electrones de los orbitales
menos ligados al átomo. Como su carga es negativa, se moverán en sentido contrario al campo eléctrico.
Fig. 2a.
En la segunda situación, sumergimos dos barras metálicas en una solución ácida o salina y las conectamos a una batería (fig 2b).Las cargas libres
en la solución son iones positivos y negativos. Los positivos se moverán en
el sentido del campo eléctrico y los negativos en sentido opuesto.
En ambos casos tenemos desplazamiento de cargas eléctricas. Solamente nos ocuparemos del estudio del movimiento de cargas (electrones)
en conductores metálicos.
Fig. 2b. Los iones positivos se mueven en el sentido del
campo eléctrico y losnegativos en sentido contrario
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136
Capítulo 11 • CORRIENTE ELÉCTRICA
interacciones • campos y ondas / física 1º b.d.
Efectos de una corriente eléctrica
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Fig. 3. Al establecerse una corriente eléctrica en el
conductor, la aguja magnética de la brújula se desvía.
Si miramos un cable, no podemos darnoscuenta si por él circula una
corriente eléctrica o no, aunque no tenga la protección plástica correspondiente. Podemos detectar la circulación de corriente observando los efectos que ésta produce.
Efecto térmico o efecto Joule
Si observamos una lámpara encendida, sabemos que por ella circula
corriente. Pero ¿qué observamos en realidad? Obviamente, no vemos las
cargas eléctricas moviéndose por elfilamento de la lámpara. Lo que apreciamos es uno de los efectos de la corriente eléctrica, el efecto térmico o
efecto Joule. Toda corriente eléctrica aumenta la energía interna del conductor por el que circula. Esto ocurre por el aumento de velocidad de los
electrones y por el aumento de la frecuencia de los choques de las cargas
libres cuando se desplazan por la red cristalina del materialconductor. Por
lo tanto aumenta su temperatura y generalmente cede energía al ambiente en forma de calor. Si la temperatura del conductor aumenta lo suficiente
se torna incandescente y emite luz, como el filamento de la lámpara o el
rulo de una estufa a cuarzo.
Efecto magnético o efecto Oersted
Si colocamos una brújula cerca de un conductor conectado a una batería, su aguja se desvía (fig 3). Esto ocurreporque toda corriente eléctrica
genera a su alrededor un campo magnético. A esta propiedad se la denomina efecto magnético o efecto Oersted (fig 4). Motores, timbres y muchos otros aparatos funcionan basados en este efecto, que en el capítulo
18 estudiaremos con mayor profundidad.
Fig. 4. Hans Christian Oersted (1777-1851) físico
y químico danés. En 1820 descubrió la relación
entre la...
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